DE19912425A1 - Kombinierte Kraftfahrzeug-Bremsvorrichtung - Google Patents

Kombinierte Kraftfahrzeug-Bremsvorrichtung

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Abstract

Bei einer kombinierten Kraftfahrzeug-Bremsvorrichtung mit einer Reibmittel-Bremse (BR¶1¶-BR¶4¶) und einer elektrischen Maschinen-Bremse (BE¶3¶; BE¶4¶), insbesondere in Form eines Starter-Generators (SG), ist zur Erhöhung des Bedienkomforts bei gleichzeitiger Überlastungsvermeidung einer aus der elektrischen Maschinen-Bremse in deren Generatorbetrieb speisbaren Fahrzeugbatterie (B) einem Brems-Betätigungsorgan, insbesondere einem Fuß-Bremspedal (P), eine Steuerung (ST) zur selbsttätigen Verteilung der jeweiligen Bremslast zwischen der Reibmittel-Bremse und der elektrischen Maschinen-Bremse vorgesehen.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine kombinierte Kraftfahr­ zeug-Bremsvorrichtung gemäß Patentanspruch 1.
Durch die DE 196 31 384 C1 ist eine elektrische Maschine mit einem Stator und einem im Antriebsstrang einer Verbrennungs­ maschine, z. B. auf deren Kurbelwelle, angeordneten Rotor be­ kannt; eine solche elektrische Maschine übernimmt als Star­ ter-Generator sowohl die Funktion einer generatorischen Fahr­ zeugbremse als auch einer Antriebshilfe. Als Maschinen-Typ sind Drehfeldmaschinen in Asynchron- oder Synchronbauweise vorgesehen, wobei der Rotor als Kurzschlußläufer oder auch mit ausgeprägten Magnetpolen ausgebildet sein kann.
Bei Fahrzeugen der vorgenannten Art stehen also zwei Bremssy­ steme, nämlich zum einen die üblicherweise auf sämtliche Rä­ der wirkende bekannte Reibmittel-Bremse und zum anderen die, in der Regel nur auf die angetriebenen Räder wirkende, elek­ trische Maschinen-Bremse, insbesondere in Form eines Starter- Generators, im Antriebsstrang zwischen dem Getriebe und der Verbrennungsmaschine des Fahrzeuges zur Verfügung.
Gemäß Aufgabe vorliegender Erfindung soll ausgehend von einer üblichen Bremsbetätigung durch ein Brems-Betätigungsorgan, insbesondere in Form eines Fuß-Bremspedals, bei einer kombi­ nierten Kraftfahrzeug-Bremsvorrichtung mit einer Reibmittel- Bremse und mit einer elektrischen Maschinen-Bremse jederzeit eine betriebsoptimale Bremsung gewährleistet werden können.
Die Lösung dieser Aufgabe gelingt durch die Lehre des An­ spruchs 1; vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind jeweils Gegenstand der Unteransprüche.
Die erfindungsgemäße kombinierte Kraftfahrzeug-Bremsvorrich­ tung erlaubt ohne zusätzliche Bedienmaßnahmen des Fahrzeug­ führers, d. h. unter Beibehaltung des vertrauten User-Inter­ face, jeweils durch übliche Betätigung des Brems-Betätigungs­ organs, insbesondere des Fuß-Bremspedals, die Entlastung der Reibmittel-Bremse durch die elektrische Maschinen-Bremse mit gleichzeitiger Rückgewinnung elektrischer Energie zur Ladung der Fahrzeugbatterie aus der kinetischen Energie des abzu­ bremsenden Fahrzeuges; dabei kann auf besondere Betriebsver­ hältnisse durch Erfassung von entsprechenden Meßgrößen in der Steuerung und von dieser, z. B. aufgrund abgespeicherter Para­ meter, geänderter Verteilung zwischen den beiden Bremssyste­ men selbsttätig reagiert werden kann.
Als eine die Bremsverteilung beeinflussende Meßgröße ist nach einer Ausgestaltung der Erfindung die jeweils, z. B. nach Ge­ schwindigkeit und Beladung des Fahrzeugs unterschiedliche, notwendige Bremsenergie bzw. Bremskraft vorgesehen, die vor­ teilhaft durch den Hubweg des Brems-Betätigungsorgans bzw. des Fuß-Bremspedals erfaßbar ist. Je nach absoluter Größe der erforderlichen Bremsleistung hat die elektrische Bremsmaschi­ ne einen unterschiedlichen Anteil an der Gesamtbremsleistung; da ihre Bremsleistung relativ klein ist, wird ihr Anteil mit steigender Gesamtbremsleistung zurückgehen.
Als weitere Meßgröße ist nach einer Ausgestaltung der Erfin­ dung der jeweilige Ladezustand der Batterie berücksichtigt worden, der vorteilhaft durch die Batteriespannung erfaßbar ist.
Um in jedem Fall eine sichere ABS-Funktion zu gewährleisten, ist nach einer weiteren Ausgestaltung vorgesehen, daß in Ab­ hängigkeit eines Radschlupfes von der Steuerung die elektri­ sche Maschinen-Bremsung soweit zurückgenommen wird, daß die Reibmittel-Bremse unbeschränkt die ABS-Funktion erfüllen kann.
Zweckmäßigerweise wird eine an sich bereits vorhandene Steuerelektronik zur radindividuellen Bremsung der Räder bzw. zur Regelung der elektrischen Maschinen-Bremse zur Steuerung der erfindungsgemäßen Bremslastverteilung bei Betätigung des Fuß-Bremspedals mitbenutzt, so daß auf entsprechende zusätz­ liche Hardware verzichtet werden kann.
Die Erfindung wird im folgenden anhand eines schematisch dar­ gestellten Funktionbildes eines Ausführungsbeispiels näher erläutert.
Die Figur zeigt ein durch zwei Vorder-Räder R1; R2 und zwei Hinter-Räder R3; R4 angedeutetes Fahrzeug; in einem auf die Hinter-Räder R3; R4 wirkenden Antriebsstrang ist zwischen ei­ ner Verbrennungsmaschine VM und einem Getriebe GE ein Star­ ter-Generator SG mit zur Kurbelwelle der Verbrennungsmaschine VM konzentrischem Rotor bzw. Stator angeordnet.
Bei Generator-Betrieb des Starter-Generators SG kann von die­ sem eine Fahrzeug-Batterie B geladen und gleichzeitig eine Bremskraft BE3 bzw. BE4 auf die Hinter-Räder R3; R4 im Antriebs­ strang ausgeübt werden. Zusätzlich bzw. alternativ sind in üblicher Weise sämtliche Räder R1-R4 durch je eine Bremskraft BR1-BR4 einer Reibmittel-Bremse abbremsbar. Die Bremskraft der Reibmittel-Bremse kann über eine hier nicht dargestellte elektronische Steuerung, insbesondere bei vorhandener ABS- Bremsvorrichtung, individuell ansteuerbar sein; in ähnlicher Weise kann eine nicht dargestellte elektronische Steuerung für den Starter-Generator SG vorgesehen sein.
Erfindungsgemäß ist die Bremsverteilung zwischen der durch den Starter-Generator SG repräsentierten elektrischen Ma­ schinen-Bremse einerseits und der Reibmittel-Bremse anderer­ seits selbsttätig in Abhängigkeit von gegebenenfalls mehreren betriebsmäßig veränderlichen bzw. vorgegebenen Meßgrößen über eine Steuerung ST im Sinne optimaler Betriebs- bzw. Bremsver­ hältnisse einstellbar, die dem eigentlichen Brems-Betäti­ gungsorgan in Form eines Fuß-Bremspedals P derart nachge­ schaltet ist, daß dem Fahrzeugführer trotz der gegegebenen­ falls veränderlichen Bremsverteilung das vertraute User- Interface erhalten wird.
Als Einflußgröße für die Steuerung ST sind nach einer Ausge­ staltung der Erfindung zum einen der über z. B. die Spannung UB feststellbarer Ladezustand der Batterie B sowie die, z. B. über den Pedal-Hubweg HP des Fuß-Bremspedals P feststellbare, jeweilige Bremskraft bzw. Bremsenergiebedarf vorgesehen.
Zur Gewährleistung einer sicheren ABS-Funktion ist nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, bei Einset­ zen einer ABS-Bremsung aufgrund eines über die Drehzahlen n1-n4 der Räder R1-R4 feststellbaren Radschlupfes ΔnR1-ΔnR4 den Anteil der elektrischen Maschinen-Bremse gegenüber der Reibmittel-Bremse entsprechend zurückzunehmen.

Claims (5)

1. Kombinierte Kraftfahrzeug-Bremsvorrichtung
  • - mit einer, vorzugsweise auf sämtliche Räder (R1-R4) wir­ kenden, Reibmittel-Bremse (BR1-BR4),
  • - mit einer, vorzugsweise nur auf die angetriebenen Räder (R3; R4), wirkenden elektrischen Maschinen-Bremse (BE3; BE4), insbesondere in Form eines Starter-Generators (SG),
  • - mit einem die Bremsvorrichtung betätigenden Brems-Betäti­ gungsorgan, insbesondere einem Fuß-Bremspedal (P),
  • - mit einer dem Brems-Betätigungsorgan, insbesondere dem Fuß-Bremspedal (P), nachgeschalteten Steuerung (ST) zur Verteilung der jeweiligen Bremslast zwischen der Reibmit­ tel-Bremse und der elektrischen Maschinen-Bremse.
2. Kombinierte Kraftfahrzeug-Bremsvorrichtung nach Anspruch 1
  • - mit einer Bremslast-Verteilung zwischen der elektrischen Maschinen-Bremse und der Reibmittel-Bremse in Abhängigkeit von dem Verstellweg des Brems-Betätigungsorgans, insbeson­ dere von dem Pedal-Hubweg (HP) des Fuß-Bremspedals (P).
3. Kombinierte Kraftfahrzeug-Bremsvorrichtung nach Anspruch 1 und/oder 2
  • - mit einer durch die elektrische Maschinen-Bremse, insbe­ sondere den Starter-Generator (SG), in deren Generatorbe­ trieb speisbaren Fahrzeug-Batterie (B),
  • - mit einer Bremslast-Verteilung zwischen der elektrischen Maschinen-Bremse und der Reibmittel-Bremse in Abhängigkeit von dem Ladezustand (UB) der Fahrzeug-Batterie (B).
4. Kombinierte Kraftfahrzeug-Bremsvorrichtung nach zumindest einem der Ansprüche 1-3
  • - mit einer Bremslast-Verteilung zwischen der elektrischen Maschinen-Bremse und der Reibmittel-Bremse in Abhängigkeit von einer ABS-Bremsaktivierung aufgrund eines Radschlupfes (ΔnR1-∆nR4) der Räder (R1-R4) des Fahrzeuges.
5. Kombinierte Kraftfahrzeug-Bremsvorrichtung nach zumindest einem der Ansprüche 1-4
  • - mit einer Mitbenutzung einer Steuerelektronik für die elektrische Maschinen-Bremse bzw. für die Reibmittel-Brem­ se zur Bremslast-Verteilung zwischen der elektrischen Ma­ schinen-Bremse und der Reibmittel-Bremse.
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